Ciclo de Carnot vs Rankine
El ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine son dos ciclos que se discuten en termodinámica. Estos se tratan en motores térmicos. Los motores térmicos son dispositivos o mecanismos que se utilizan para convertir el calor en trabajo. El ciclo de Carnot es un ciclo teórico, que da la máxima eficiencia que puede obtener un motor. El ciclo Rankine es un ciclo práctico que se puede utilizar para calcular motores de la vida real. Es vital tener un conocimiento adecuado de estos dos ciclos para sobresalir en termodinámica y en cualquier campo relacionado con ella. En este artículo, vamos a discutir qué son el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine, sus definiciones, sus aplicaciones, las similitudes entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine y, finalmente, la diferencia entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine.
¿Qué es el ciclo de Carnot?
El ciclo de Carnot es un ciclo teórico, que describe una máquina térmica. Antes de explicar el ciclo de Carnot, es necesario definir algunos términos. La fuente de calor se define como un dispositivo de temperatura constante, que proporcionará un calor infinito. El disipador de calor es un dispositivo de temperatura constante, que absorberá una cantidad infinita de calor sin cambiar la temperatura. El motor es el dispositivo o el proceso que convierte el calor de la fuente de calor en trabajo. El ciclo de Carnot consta de cuatro pasos.
1. Expansión isotérmica reversible del gas: el motor está conectado térmicamente con la fuente. En este paso, el gas en expansión absorbe el calor de la fuente y actúa en el entorno. La temperatura del gas permanece constante.
2. Expansión adiabática reversible del gas: el sistema es adiabático, lo que significa que no es posible la transferencia de calor. El motor se saca de la fuente y se aísla. En este paso, el gas no absorbe calor de la fuente. El pistón sigue trabajando en el entorno.
3. Compresión isotérmica reversible: el motor se coloca en el fregadero y se hace contacto térmico. El gas se comprime para que el entorno esté trabajando en el sistema.
4. Compresión adiabática reversible: el motor se saca del fregadero y se aísla. El entorno continúa trabajando en el sistema.
En el ciclo de Carnot, el trabajo total realizado viene dado por la diferencia entre el trabajo realizado en el entorno (paso 1 y 2) y el trabajo realizado por el entorno (paso 3 y 4). El ciclo de Carnot es el motor térmico más eficiente en teoría. La eficiencia del ciclo de Carnot depende solo de las temperaturas de la fuente y el sumidero.
¿Qué es el ciclo de Rankine?
El ciclo Rankine también es un ciclo que convierte el calor en trabajo. El ciclo Rankine es un ciclo prácticamente utilizado para sistemas que constan de una turbina de vapor. Hay cuatro procesos principales en el ciclo de Rankine
1. La transformación de fluido en alta presión desde una baja presión
2. El calentamiento del fluido a alta presión en vapor.
3. El vapor se expande a través de una turbina que hace girar la turbina, generando energía.
4. El vapor se vuelve a enfriar dentro del condensador.
¿Cuál es la diferencia entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine?
• El ciclo de Carnot es un ciclo teórico mientras que el ciclo de Rankine es práctico.
• El ciclo de Carnot asegura la máxima eficiencia en condiciones ideales, pero el ciclo Rankine asegura el funcionamiento en condiciones reales.
• La eficiencia obtenida por el ciclo de Rankine es siempre menor que la del ciclo de Carnot.
